СКАЛЬПЕЛЬ С ДЕЗИНФИЦИРУЮЩИМ ОПТИЧЕСКИМ ОБЛУЧАТЕЛЕМ

СКАЛЬПЕЛЬ С ДЕЗИНФИЦИРУЮЩИМ ОПТИЧЕСКИМ ОБЛУЧАТЕЛЕМ


RU (11) 2234871 (13) C1

(51) 7 A61B17/32 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 18.07.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2004.08.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2003104682/14 
(22) Дата подачи заявки: 2003.02.19 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.02.19 
(45) Опубликовано: 2004.08.27 
(56) Аналоги изобретения: JP 02-239857, 21.09.1990. US 6443978 B1, 03.09.2002. US 5900211 А, 04.05.1999. RU 2051628 C1, 10.01.1996. WO 99/65405 A1, 23.12.1999. 
(72) Имя изобретателя: Марков В.Н. (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Марков Валерий Николаевич (RU) 
(98) Адрес для переписки: 111123, Москва, ул. 2-я Владимирская, 8, корп.2, "ООО Научно-технический центр ОПТОНИКА", В.Н. Маркову 

(54) СКАЛЬПЕЛЬ С ДЕЗИНФИЦИРУЮЩИМ ОПТИЧЕСКИМ ОБЛУЧАТЕЛЕМ 

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к хирургическим режущим инструментам. Скальпель с оптическим облучателем содержит корпус, режущий элемент и источник оптического облучения в видимой части спектра для направления светового потока в сторону операционного поля, выключатель и блок питания. Причем источник оптического облучения содержит дезинфицирующие источники облучения с ультрафиолетовым и инфракрасным спектрами излучения. Изобретение позволяет увеличить эффективность обеззараживания места проведения хирургического вмешательства. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Заявленное изобретение относится к медицинскому оборудованию, предназначенному для хирургического вмешательства, и может быть использовано для дезинфекции разреза в процессе проведения операции.

Известен скальпель с оптическим облучателем операционного поля, в котором в процессе хирургического вмешательства производится облучение места проведения операции (см., например, патент РФ № 2063179, МПК F 61 B 17/32 "Многофункциональный скальпель - туннелизатор", опубл. 10.07.1966 г. в Б.И. N 19).

Известный скальпель имеет источник света, предназначенный для обработки разреза с целью улучшения реваскуляризующей функции в процессе хирургического вмешательства, и не может быть использован для дезинфекции места разреза.

Более близким по технической сущности и принятым за прототип является скальпель, содержащий корпус, режущий элемент, источник оптического облучения области разреза, излучающий в видимой части спектра, блок питания и выключатель (См., например, патент РФ N 2051628, МПК А 61 В 17/32 "Скальпель", опубл. 10.01.1996 г. в Б.И. N 1).

Недостатком прототипа является узкое функциональное применение источника оптического облучения, исключительно для освещения операционного поля. В известном скальпеле не решается проблема, связанная с дезинфекцией места разреза во время проведения операции. Одной из причин, вызывающих послеоперационное осложнение, является инфекционное поражение образовавшейся в результате операции раны. Применение различного рода бактерицидных средств часто оказывается запоздалым либо невозможным. Процесс дезинфекции должен происходить непосредственно в момент хирургического вмешательства.

Целью данного изобретения является снижение послеоперационных осложнений путем оптического облучения ткани в области разреза в момент проведения операции светом, содержащим губительный для вызывающих инфекцию организмов, и тем самым обеззараживания места проведения хирургического вмешательства.

Обеспечиваемый изобретением технический результат заключается в увеличении эффективности обеззараживания места проведения хирургического вмешательства и определяется тем, что в известном скальпеле с оптическим облучателем, содержащем корпус, режущий элемент, источник оптического облучения, излучающий в видимой части спектра и направляющие световой поток в сторону операционного поля выключатель и блок питания, согласно предложению, в состав источника оптического облучения дополнительно установлены источники облучения с ультрафиолетовым и инфракрасным спектрами излучения.

В варианте технического решения в состав источника облучения дополнительно введен квазимонохроматический излучатель видимой части спектра.

В варианте технического решения в качестве источника оптического облучения использованы светоизлучающие диоды (светодиоды).

В варианте технического решения светодиоды установлены внутри корпуса скальпеля.

В варианте технического решения светодиоды установлены снаружи корпуса скальпеля.

В варианте технического решения режущий элемент содержит датчик положения, преобразователь сигнала датчика, второй выключатель, установленный в цепи питания источников облучения с инфракрасным, ультрафиолетовым и квазимонохроматическим излучателем видимой части спектрами излучения.

В варианте технического решения блок питания выполнен съемным и установлен в запаянной капсуле с внешними электродами.

В варианте технического решения в состав съемной капсулы введены светодиоды, датчик положения, преобразователь сигнала датчика и второй выключатель.

В варианте технического решения световой поток к месту проведения операции подается с помощью световодов, а источники облучения расположены вне корпуса скальпеля.

Использование в скальпеле с оптическим облучателем, содержащем корпус, режущий элемент, источник оптического облучения, излучающий в видимой части спектра, выключатель и блок питания, дополнительно установленные источники облучения с ультрафиолетовым, инфракрасным и квазимонохроматическиим излучателем видимой части спектра, позволяет обеспечить дезинфекцию места проведения операции непосредственно в момент хирургического вмешательства, ускорить процесс заживления раны и тем самым снизить послеоперационные осложнения.

Применение в качестве источника оптического облучения светодиодов позволит сократить энергопотребление, повысить надежность облучателя, снизить его габаритные размеры и вес и исключить тепловое воздействие.

Установка светодиодов внутри или снаружи корпуса скальпеля дает возможность реализации различных модификаций устройства.

Наличие датчика положения режущего элемента, преобразователя сигнала датчика, второго выключателя, установленного в цепи питания источников облучения с инфракрасным, ультрафиолетовым и однородным излучателем видимой части спектрами излучения, позволяет производить включение светодиодов автоматически при начале операции.

Расположение блока питания или блока питания совместно с системой облучения и устройством управления включением источников света в герметичной съемной капсуле с внешними электродами облегчает процесс дезинфекции скальпеля перед проведением операции.

Наличие световодов, подающий световой поток к месту проведения операции, позволит установить источники света вне корпуса скальпеля. В этом случае мощность источников света не ограничена объемом корпуса скальпеля.

На фиг.1 представлен вид общий вид скальпеля с устройством для подсветки операционного поля, установленным внутри корпуса.

На фиг.2 показана вторая проекция скальпеля.

На фиг.3 изображена верхняя крышка корпуса скальпеля с гнездом для штекера для подзарядки аккумуляторной батареи.

На фиг.4 дан вид скальпеля со светодиодами, установленными снаружи корпуса.

На фиг.5 нарисован съемный блок питания скальпеля.

На фиг.6 представлена принципиальная схема включения светодиодов.

На фиг.7 показана принципиальная электрическая схема с датчиком положения режущего элемента.

Общие для всех фигур элементы обозначены одинаково.

Скальпель с дезинфецирующим оптическим облучателем выполнен следующим образом. Скальпель состоит из корпуса 1 (фиг.1, 2), режущего элемента 2, выключателя 3 с двумя или тремя ступенями включения (контакты 3', 3" и 3"' с микропроцессорной системой управления, блока питания 4, источников облучения 5, встроенных внутрь корпуса 1. В составе источников излучения имеются излучатели, излучающие световой поток в видимом, инфракрасном, ультрафиолетовом и квазимонохроматическим видимом спектрах излучения. В качестве источников излучения использованы светодиоды 5. Светодиоды 5 имеют собственный рефлектор, направляющий световой поток в сторону операционного поля. Количество светодиодов зависит от их мощности. Режущий элемент 2 может быть выполнен из бесцветного сапфира, прозрачного для используемых спектров излучения, а торцевая поверхность корпуса, обращенная в сторону режущего элемента (не показана), выполнена из материала, прозрачного для данных спектров излучения. Корпус 1 имеет крышку 6 с резьбовым соединением и пружинным контактом (не показан). В корпусе также имеется датчик положения 1, чувствительный к соприкосновению режущего элемента с поверхностью, выполненный, например, на основе емкостного, оптического, тензометрического или пьезоэлектрического чувствительного элемента, и преобразователь 8, преобразующий сигнал датчика в команду на включение группы светодиодов с инфракрасным, ультрафиолетовым и квазимонохроматическим излучателем видимой части спектрами излучения. В качестве блока питания 4 могут быть использованы аккумуляторные батареи, встроенные в корпус. Для их подзарядки крышка корпуса 6 имеет контактное отверстие 9 (фиг.3) для штекера зарядного устройства.

В варианте технического устройства светодиоды 5 расположены в виде кольцевой сборки, установленной на наружной поверхности корпуса 1 (фиг.4). В этом случае корпус 1 имеет дополнительное резьбовое соединение 10, необходимое для монтажа и подключения источников света. Образованная светодиодами 5 кольцевая сборка одновременно предупреждает соскальзывание руки с корпуса и защищает руку от брызг.

В варианте технического решения блок питания 4 расположен в герметичной капсуле 11 (фиг.5), выполненной из мягкой пластмассы. На торцевых поверхностях капсулы имеются токопроводящие пластины 12, выполняющие функции внешних электродов. Капсула может включать в себя дополнительно и систему, состоящую из чувствительного элемента 7, преобразователя 8 и светодиодов 5.

В варианте технического решения световой поток к корпусу 1 подается с помощью световода 13 (фиг.6). По световодному пучку проходят также провода, соединяющие датчик положения 7 с блоком питания и облучения, которые находятся вне корпуса скальпеля (не показаны).

Принципиальная электрическая схема состоит из светодиодов 5" (фиг.7), излучающий световой поток в квазимонохроматическом видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом спектрах, и светодиодов 5', излучающих белый световой поток в видимой части спектра излучения. В цепи светодиодов 5", последовательно с ними установлен нормально открытый контакт выключателя 3" и блок питания 4. В цепи питания светодиодов 5' может быть включен регулятор тока 14 для изменения силы облучения. В блоке питания 4 может быть использована аккумуляторная батарея, параллельно которой включен сетевой адаптер 15, преобразующий напряжение питания сети переменного тока в постоянный, согласованный по напряжению с источником питания 4. Цепь со светодиодами 5' соединена параллельно цепи со светодиодами 5' и имеет второй контакт 3' выключателя 3, соединенный последовательно со светодиодами 5". На схеме выделены точки "а" и "b".

В варианте технического решения в схеме имеется второй выключатель 16. Цепь выключателя 16 последовательно соединена с третьим контактом 3"' выключателя 3, подключена к зажимам "а" и "b" и оказывается соединенной параллельно выключателю 3". (фиг.7). Выключатель 16 включается по сигналу приемника 8 от датчика положения 7. Выключатель 16 выполнен в полупроводниковом варианте и совмещен с приемником 8.

Скальпель с дезинфецирующим оптическим облучателем действует следующим образом.

Перед началом хирургической операции хирург включает выключатель 3. При первом нажатии на включатель замыкается контакт 3' и начинают светиться светодиоды группы 5', излучая белый световой поток в видимой части спектра. Этот свет обеспечивает лучшую видимость операционного поля. При втором нажатии на выключатель 3 срабатывает контакт 3". При этом начинают излучать световой поток светодиоды 5". Их световой поток направлен в сторону разреза и содержит ультрафиолетовую, инфракрасную и видимую квазимонохроматическую части спектра. Ультрафиолетовая и инфракрасная части спектра излучения губительны для известных биологических структур, вызывающих инфекцию. Квазимонохроматический излучатель излучает световой поток в относительно узкой полосе видимой части, шириной 20-50 нм, характерной для светодиодов (практически однородный излучатель). Этот световой поток спектра также оказывает благотворное влияние на ткани. Так, например, синий спектр излучения также губителен для определенной части бактерий. Оранжево-красный способствует более быстрому последующему заживлению раны и т.д. Выбор цвета однородного излучателя определяется особенностями операции и зависит от оперируемого органа.

В варианте технического решения, когда выключатель 3 выполняется в трехступенчатом варианте, возможны обычный и автоматический режимы включения. В обычном режиме на первой ступени включаются только светодиоды 5', а на второй ступени включается группа светодиодов 5". В автоматическом режиме на третьей ступени выключателя 3 контакт 3" выключен и включен контакт 3", соединенный последовательно с выключателем 16. В этом случае включение светодиодов группы 5" происходит только по сигналам от датчика положения 7, т.е. непосредственно в момент начала хирургического вмешательства. Величина излучения светодиодов 5" изменяется с помощью регулятора тока 14.

Как указывалось ранее, в качестве чувствительного элемента датчика положения (прикосновения) может быть применен емкостной, оптический, тензометрический, пьезоэлектрический или любой другой элемент, реагирующий на нажатие, перемещение или положение. Допустим, что в качестве датчика положения использован, например, емкостной датчик. Его можно выполнить так, что величина его емкости резко изменится при прикосновении режущего элемента к поверхности. Это приводит к срабатыванию соответствующей системы управления 8 и замыканию транзисторного контакта 16, включающего светодиоды 5". Если в качестве чувствительного элемента использован оптический принцип, то работа датчика может осуществляться следующим образом. Датчик 7 содержит генератор источника света, расположенный по одну сторону режущего элемента 2 и подающий модулированный сигнал в сторону поверхности. Приемник 8 светового излучения находится по другую сторону режущего элемента и настроен на отраженный свет от генератора. В момент соприкосновения режущего элемента с поверхностью отраженный луч обрывается, что приводит также, в конечном итоге, к срабатыванию контакта 16. Принципы работы датчиков не имеют особого значения, важно, чтобы результатом было включение контакта 16 при соприкосновении с подлежащей хирургическому вмешательству поверхности. Аналогично работает и система, если световой поток подается по световоду. В этом случае датчик также находится в корпусе скальпеля, а сигнал от датчика подается к блоку питания, установленному вне корпуса, по проводам. Перед каждой хирургической операцией скальпель необходимо подвергать тепловой стерилизации. Обычно температура стерилизации не превышает 120С. Светодиоды способны выдержать такую температуру. В то же время блок питания при температуре свыше 80С может выйти из строя. С целью обеспечения работы источников питания их устанавливают в герметичную капсулу 10 с внешними электродами 12 (фиг.5). Капсула 10 перед стерилизацией вынимается из корпуса 1 и отдельно дезинфицируется бактерицидным раствором. Сама процедура выгрузки и загрузки блока питания занимает мало времени. При необходимости в состав капсулы 10 может войти и блок с датчиком 7, приемником 8 и светодиодами 5. При использовании скальпеля со световодом 13 стерилизация источников питания и света не требуется. Очевидно, что светодиоды могут быть установлены одновременно и снаружи и внутри корпуса 1. Режущий элемент 2 может быть выполнен и из стали.

Предлагаемый скальпель позволяет производить дезинфекцию области разреза непосредственно в процессе операции. Таким образом, при работе таким скальпелем вероятность послеоперационных осложнений резко сокращается. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Скальпель с оптическим облучателем, содержащий корпус, режущий элемент, источник оптического облучения в видимой части спектра для направления светового потока в сторону операционного поля, выключатель и блок питания, отличающийся тем, что источник оптического облучения содержит дезинфицирующие источники облучения с ультрафиолетовым и инфракрасным спектрами излучения.

2. Скальпель по п.1, отличающийся тем, что источник оптического облучения содержит квазимонохроматический излучатель видимой части спектра.

3. Скальпель по п.1, отличающийся тем, что источник оптического облучения выполнен в виде светоизлучающих диодов.

4. Скальпель по п.2, отличающийся тем, что источник оптического облучения выполнен в виде светоизлучающих диодов.

5. Скальпель по п.3 или 4, отличающийся тем, что светоизлучающие диоды установлены внутри корпуса скальпеля.

6. Скальпель по п.3 или 4, отличающийся тем, что светоизлучающие диоды установлены с наружной стороны корпуса скальпеля.

7. Скальпель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что режущий элемент содержит датчик положения, чувствительный к соприкосновению режущего элемента с поверхностью, и преобразователь для преобразования сигнала датчика положения в команду на включение источников облучения с инфракрасным, ультрафиолетовым и квазимонохроматическим излучателем видимой части спектрами излучения.

8. Скальпель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что блок питания выполнен съемным и установлен в запаянной капсуле с внешними электродами.

9. Скальпель по п.8, отличающийся тем, что съемная запаянная капсула содержит светоизлучающие диоды, датчик положения и преобразователь сигнала датчика.

10. Скальпель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что содержит световоды для подачи светового потока в место проведения операции, а источники облучения расположены вне корпуса скальпеля.